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数据结构--栈和队列基础知识⼀概述栈和队列，严格意义上来说，也属于线性表，因为它们也都⽤于存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 的数据，但由于它们⽐较特殊，因此将其单独作为⼀篇⽂章，做重点讲解。
既然栈和队列都属于线性表，根据线性表分为顺序表和链表的特点，栈也可分为顺序栈和链表，队列也分为顺序队列和链队列，这些内容都会在本章做详细讲解。
使⽤栈结构存储数据，讲究“先进后出”，即最先进栈的数据，最后出栈；使⽤队列存储数据，讲究 "先进先出"，即最先进队列的数据，也最先出队列。
⼆栈2.1 栈的基本概念同顺序表和链表⼀样，栈也是⽤来存储逻辑关系为 "⼀对⼀" 数据的线性存储结构，如下图所⽰。
从上图我们看到，栈存储结构与之前所了解的线性存储结构有所差异，这缘于栈对数据 "存" 和 "取" 的过程有特殊的要求：1. 栈只能从表的⼀端存取数据，另⼀端是封闭的；2. 在栈中，⽆论是存数据还是取数据，都必须遵循"先进后出"的原则，即最先进栈的元素最后出栈。
拿图 1 的栈来说，从图中数据的存储状态可判断出，元素 1 是最先进的栈。
因此，当需要从栈中取出元素 1 时，根据"先进后出"的原则，需提前将元素 3 和元素 2 从栈中取出，然后才能成功取出元素 1。
因此，我们可以给栈下⼀个定义，即栈是⼀种只能从表的⼀端存取数据且遵循 "先进后出" 原则的线性存储结构。
通常，栈的开⼝端被称为栈顶；相应地，封⼝端被称为栈底。
因此，栈顶元素指的就是距离栈顶最近的元素，拿下图中的栈顶元素为元素 4；同理，栈底元素指的是位于栈最底部的元素，下中的栈底元素为元素 1。
2.2 进栈和出栈基于栈结构的特点，在实际应⽤中，通常只会对栈执⾏以下两种操作：向栈中添加元素，此过程被称为"进栈"（⼊栈或压栈）；从栈中提取出指定元素，此过程被称为"出栈"（或弹栈）；2.3 栈的具体实现栈是⼀种 "特殊" 的线性存储结构，因此栈的具体实现有以下两种⽅式：1. 顺序栈：采⽤顺序存储结构可以模拟栈存储数据的特点，从⽽实现栈存储结构。
循环队列是什么结构引言：在计算机科学领域中，队列是一种简单而常见的数据结构，它按照先进先出（FIFO）的原则管理数据。
循环队列是队列的一种特殊形式，将队列的首尾连接起来，形成一个环。
本文将详细介绍循环队列的定义、实现和应用。
一、循环队列的定义循环队列是一种通过环形缓冲区实现的线性数据结构，具有固定大小。
它包含一个数组，用于存储数据元素，以及两个指针front和rear，分别指向队列的头部和尾部。
特点：1. 队列为空时，front和rear指向同一个位置；2. 队列满时，front和rear指向相邻位置；3. 队列长度为数组的长度减1。
二、循环队列的实现1. 初始化：创建一个空数组，并将front和rear指针初始化为0。
2. 入队操作：将元素插入rear指针指向的位置，然后将rear指针右移一位。
如果rear指针超过数组边界，则将rear指针重置为0。
3. 出队操作：将front指针指向的元素返回，并将front指针右移一位。
如果front指针超过数组边界，则将front指针重置为0。
4. 队列判空：如果front和rear指向同一个位置，则队列为空。
5. 队列判满：如果rear指针的下一个位置是front指针，则队列为满。
三、循环队列的优势相比于普通队列，循环队列具有以下几个优势：1. 优化了空间利用：循环队列通过环形缓冲区的方式实现，充分利用了数据存储空间，避免了普通队列数组一旦填满就无法再存入元素的问题。
2. 提高了入队和出队的效率：循环队列通过指针的移动实现元素的插入和删除，无需移动整个队列，并且时间复杂度为O(1)，相比于普通队列的O(n)效率更高。
3. 简化了队列的操作：循环队列可以自动调整指针的位置，无需移动整个队列，更加简洁高效。
四、循环队列的应用循环队列在实际应用中具有广泛的用途，下面列举了其中几个常见的应用场景：1. 生产者消费者模型：循环队列可以用来实现线程间的数据传递，生产者线程将数据入队，消费者线程从队列中取出数据进行处理。
消息队列种类及特点消息队列是一种在分布式系统中用于异步通信的技术，它可以将消息从一个应用程序传递到另一个应用程序。
消息队列可以提高系统的可靠性、可扩展性和可维护性，因为它们可以将消息存储在队列中，直到接收方准备好处理它们。
消息队列有多种类型，每种类型都有其独特的特点和用途。
以下是几种常见的消息队列类型及其特点：1. RabbitMQ：RabbitMQ是一种基于AMQP协议的消息队列，它具有高可靠性、高可用性和高性能。
RabbitMQ支持多种消息传递模式，包括点对点、发布/订阅和主题路由。
它还支持消息持久化、消息确认和消息优先级等功能。
2. Kafka：Kafka是一种高吞吐量、低延迟的分布式消息队列，它可以处理大量的数据流。
Kafka支持发布/订阅模式，可以将消息分区存储，以提高可扩展性和容错性。
Kafka还支持消息持久化、消息压缩和消息批量处理等功能。
3. ActiveMQ：ActiveMQ是一种基于JMS协议的消息队列，它具有高可靠性、高可用性和高性能。
ActiveMQ支持多种消息传递模式，包括点对点、发布/订阅和主题路由。
它还支持消息持久化、消息确认和消息优先级等功能。
4. Redis：Redis是一种内存数据库，也可以用作消息队列。
Redis支持发布/订阅模式和点对点模式，可以将消息存储在内存中，以提高性能。
Redis还支持消息持久化、消息过期和消息阻塞等功能。
5. ZeroMQ：ZeroMQ是一种轻量级的消息队列，它可以在应用程序之间进行高速、异步通信。
ZeroMQ支持多种消息传递模式，包括点对点、发布/订阅和请求/响应。
它还支持消息路由、消息过滤和消息缓存等功能。
总的来说，不同类型的消息队列适用于不同的场景和需求。
选择合适的消息队列可以提高系统的性能、可靠性和可维护性，从而更好地满足业务需求。
随着分布式系统的不断发展，消息队列的种类和特点也会不断扩展和更新。
队列的定义及特点
队列是一种数据结构，它按照先进先出（First In First Out，FIFO）的原则对元素进行管理和操作。
在队列中，新元素加入到队列的一端，称
为队尾（rear），而已存在的元素则从队列的另一端删除，称为队首（front）。
队列的主要特点如下：
1.先进先出：队列是按照先进先出的原则进行操作的，也就是最先进
入队列的元素最先被取出。
这个特点使得队列可以用于模拟现实生活中的
排队现象。
2.有限容量：队列的容量是有限的，只能存储有限个元素。
当队列已
满时，再次添加元素会导致队列溢出。
为了解决这个问题，可以使用循环
队列来实现队列的循环利用。
3.队列元素的类型可以是任意的：队列可以存储不同类型的数据元素，可以是整型、字符型、浮点型等。
4. 只能在队首删除元素，在队尾插入元素：在队列的队首（front）
进行删除操作，而在队列的队尾（rear）进行插入操作。
这是由于队列的
特性决定的，保证先进入队列的元素先被取出。
5.队列的长度可以动态变化：队列的长度可以根据插入和删除操作的
需求而动态的增加或减少。
当队列中没有元素时，称为空队列。
6.队列操作的时间复杂度是O(1)：在插入和删除操作中，队列的操
作时间复杂度都是O(1)。
这是由于队列是通过指针操作的，只需移动指
针即可完成元素的插入和删除。
队列的应用场景很广泛，以下是一些常见的应用场景：
1.操作系统中的进程调度：操作系统中的进程调度通常使用队列来管
理就绪队列，即等待执行的进程队列。
当一个进程执行完成后，从就绪队
列的队首取出下一个进程进行执行。
2.广度优先（BFS）：在图论中，广度优先算法就是利用队列来实现的。
该算法从指定的起始顶点开始，依次遍历其邻居节点，并将他们加入
到队列中，然后在队列中依次取出节点进行访问。
3.网页爬虫中的URL管理：网页爬虫通常需要从一些已知的URL出发，不断地从这些URL中爬取新的链接。
这个过程可以使用队列来管理待爬取
的URL，保证每个URL只被访问一次。
4.消息队列：在分布式系统中，消息队列广泛用于解耦和异步处理模
块之间的通信。
生产者将消息发送到队列中，然后消费者从队列中读取消
息进行处理，实现了生产者和消费者之间的解耦。
5.打印机队列：在多用户操作系统中，打印机队列用于管理打印任务。
当用户提交打印任务时，任务会被加入到打印机队列中，按照先进先出的
顺序进行打印。
总之，队列是一种简单而又实用的数据结构，不仅能够解决很多实际
问题，而且在实现和使用上都比较方便。
通过合理地利用队列，可以提高
程序的运行效率和性能。
